大型變壓器真空注油工藝的改進(jìn)分析及相關(guān)設(shè)備的研制

吳 洽

(中山凱旋真空科技股份有限公司，廣東 中山 528478)

0 引 言

大型變壓器在實(shí)際應(yīng)用中十分廣泛。大型油浸式變壓器在裝配完成后需進(jìn)行正確的接線，然后規(guī)定工藝和注油步驟實(shí)施真空注油，從而控制整個(gè)施工工藝，并保證變壓器的安全。在實(shí)施真空注油時(shí)需要選擇合適的控制工藝，注油高度最低應(yīng)浸過(guò)絕緣壓板，保證儲(chǔ)油柜內(nèi)的油量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)油位高度，以保證后期變壓器能夠穩(wěn)定工作。

1 真空注油工藝的現(xiàn)狀

在大型變壓器真空注油工藝中，存在整個(gè)注油過(guò)程沒(méi)有結(jié)束前就停止抽真空的現(xiàn)象，這樣往往會(huì)造成真空注油工作工藝不能正常實(shí)施。如果抽真空過(guò)程不完善，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)注油過(guò)程不完全是在真空狀態(tài)下進(jìn)行注油的。在與空氣接觸的情況下，變壓器油會(huì)發(fā)生氧化，不僅加速了變壓器的老化，也會(huì)造成變壓器的絕緣效果下降，影響變壓器的正常工作，甚至給大型變壓器以后的安全工作留下事故隱患。造成注油還沒(méi)有完成就停止抽真空的主要原因有以下兩個(gè)方面。

1.1 變壓器自身的原因

因?yàn)樽儔浩魉浣M件之間的密封情況造成不能進(jìn)行抽真空操作，影響變壓器真空注油工藝流程的實(shí)施。特別是大型變壓器的儲(chǔ)油柜、氣體繼電器等易損設(shè)備器件，影響抽真空操作。

1.2 操作問(wèn)題

因?yàn)樵诖笮妥儔浩髦袥](méi)有油位觀察裝置，抽真空注油時(shí)無(wú)法得知注油時(shí)油位的確切高度，從而給整個(gè)施工工藝帶來(lái)影響。如果注油過(guò)高，停機(jī)不及時(shí)，變壓器油會(huì)滲入到其他部件，造成變壓器設(shè)備的損壞。

2 真空注油工藝的改進(jìn)

2.1 初步設(shè)計(jì)改進(jìn)

由于傳統(tǒng)的抽真空、注油過(guò)程中存在不足，需要對(duì)大型變壓器的注油工藝進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到變壓器真空注油過(guò)程中的全真空處理[1]，保證在注油過(guò)程中不需要中間停機(jī)與補(bǔ)油操作。

(1)大型變壓器的所有組件與配件都采用耐真空材料，特別是儲(chǔ)油柜、氣體繼電器和散熱器都易損的器件，需要滿足這個(gè)要求。

(2)在采用真空材料后，結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)要求，可以采用如圖1所示的連接方式對(duì)變壓器進(jìn)行連接。這樣既將真空泵管路(抽真空管路)通過(guò)閥門將各個(gè)管路、閥門等有機(jī)連接在一起，然后將濾油機(jī)管路(注油管路)連接至變壓器下部，使下部V5成為變壓器的注(放)油閥，方便操作。打開(kāi)閥門V1、V2、V5，啟動(dòng)真空泵，對(duì)變壓器進(jìn)行抽真空，并設(shè)置相應(yīng)的抽真空時(shí)間，打開(kāi)V6和濾油機(jī)，在真空狀態(tài)下實(shí)施注油操作。對(duì)儲(chǔ)油柜進(jìn)行注油至標(biāo)準(zhǔn)油位，關(guān)閉V5、V6閥門，停止注油，保證整個(gè)變壓器內(nèi)不會(huì)存在空氣[2]。

圖1 大型變壓器真空注油連接

(3)管理連接完成后，需要相應(yīng)的工藝操作，如與傳統(tǒng)的注油工藝相比，它簡(jiǎn)化了注油的使用工藝，節(jié)省了注油的操作時(shí)間。此外，由于將真空壓力表移到了變壓器的底端，也便于工作人員進(jìn)行查看。

2.2 二次改進(jìn)

在對(duì)真空注油設(shè)備進(jìn)行新的改裝后，簡(jiǎn)化了注油的工藝操作。由于工藝比較繁瑣，實(shí)際上并沒(méi)有提高工作效率[3]，注油工作人員對(duì)這種操作工藝流程也不是十分熟悉。結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際情況，對(duì)變壓器的管路連接進(jìn)行了二次改進(jìn)，具體連接如圖2所示。

圖2 大型變壓器真空注油二次連接

調(diào)整后，打開(kāi)閥門V1、V2、V3、V4時(shí)，可啟動(dòng)真空泵對(duì)變壓器進(jìn)行抽真空處理，一定時(shí)間后，保證達(dá)到一定的真空度，然后打開(kāi)閥門VS、V6及濾油機(jī)，對(duì)變壓器實(shí)施注油操作[4]。在變壓器真空狀態(tài)下進(jìn)行注油操作，邊注油邊觀察注油計(jì)，在油位滿足要求時(shí)，關(guān)閉V3、V4閥門，切斷變壓器與外界聯(lián)系，然后拆除二通S2及其所連接的油位顯示裝置。通過(guò)二次改進(jìn)，進(jìn)一步提升了變壓器的注油效率，且工藝更加簡(jiǎn)便。

3 相關(guān)設(shè)備的研制

在對(duì)大型變壓器真空注油工藝進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，首要解決可抽真空儲(chǔ)油柜設(shè)備的設(shè)計(jì)。為了提高儲(chǔ)油罐的使用效果，可以將膠囊式儲(chǔ)油柜改為可抽真空儲(chǔ)油柜。按照?qǐng)D3進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置與連接，能夠有效解決相應(yīng)注油中出現(xiàn)的問(wèn)題。

圖3 儲(chǔ)油柜設(shè)計(jì)

圖2中，設(shè)計(jì)的注油管路在進(jìn)行真空注油時(shí)不需要停機(jī)或者常壓補(bǔ)油。但是，要提高注油效率，可以采用多個(gè)管路進(jìn)行抽真空操作。只需在圖2的管路中，從V7的閥門中接一個(gè)管路至B點(diǎn)，使其與V3管路一起對(duì)變壓器本體進(jìn)行抽真空操作。這樣不僅可以提高抽真空的效率，還可以降低工作的復(fù)雜性，也可使用變壓器其他部位的管接頭[5]完成相應(yīng)的操作。如果在B點(diǎn)出現(xiàn)不定數(shù)量的管接頭連接，可以靈活使用多種連接管路如二通、四通管路等。這時(shí)可以設(shè)計(jì)如圖4所示的章魚(yú)結(jié)構(gòu)的連接管來(lái)處理管路連接，以提高抽真空效率，降低打開(kāi)閥門的次數(shù)。使用時(shí)，可以先打開(kāi)真空泵管路的閥門，依次按照相應(yīng)的順序打開(kāi)連接，按照工藝流程要求，打開(kāi)其他管接頭上的閥門進(jìn)行抽真空操作。在該管路上沒(méi)接連接的管路，可以靈活打開(kāi)章魚(yú)結(jié)構(gòu)的連接管。

圖4 章魚(yú)結(jié)構(gòu)的連接管

為保證變壓器油不會(huì)吸入真空泵，設(shè)計(jì)過(guò)程中需要保證圖2中的BC或AC段增加兩端帶閥門的真空過(guò)渡罐，從而對(duì)真空泵進(jìn)行緩沖。如果過(guò)渡罐中出現(xiàn)變壓器油時(shí)，表明變壓器中的油位已經(jīng)超過(guò)閥門的高度，這時(shí)需要先關(guān)閉過(guò)渡真空罐，處理變壓器中油位高度，然后關(guān)閉罐體上前部閥門和所連接變壓器本體上的閥門，阻止真空罐中吸入變壓器油。采用真空過(guò)渡罐處理方式，主要結(jié)構(gòu)是可耐受真空的罐體。為保證密封的效果，在各個(gè)連接處都添加了墊圈，將罐蓋和密封墊圈整體構(gòu)成一個(gè)密閉的空間，保證注油過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。另一端，有一磁翻板式油位計(jì)，重點(diǎn)是對(duì)罐體內(nèi)的油位進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)保證罐體的可抽真空。

使用時(shí)，將各管路連接完畢后，需要認(rèn)真檢查整個(gè)設(shè)備是否安全，并檢查各個(gè)連接管路，控制正管路的閥門。除放油閥外，其余兩閥門為開(kāi)啟狀態(tài)。在具體的注油過(guò)程中，需要進(jìn)行整體控制，按照施工工藝實(shí)施。當(dāng)變壓器油位超過(guò)抽真空管路的接口高度時(shí)，可以不通過(guò)測(cè)油計(jì)進(jìn)行觀察，即使變壓器油進(jìn)入真空過(guò)渡罐后，也不會(huì)進(jìn)入到真空泵內(nèi)，能夠有效防止變壓器油流入真空泵，完成整個(gè)變壓器的注油過(guò)程。

4 結(jié) 論

采用改進(jìn)工藝設(shè)備后的真空注油工藝與配套工藝后，各個(gè)管路之間的連接更加合理。將真空壓力表設(shè)置在儲(chǔ)油柜的下部，增加了油位的顯示裝置，方便觀測(cè)注油的油位，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)注油工藝流程的全真空處理，有效解決了傳統(tǒng)注油過(guò)程中混入空氣的問(wèn)題。注油過(guò)程中，真空泵不需要中間停機(jī)，真正解決了真空常壓補(bǔ)油不足的問(wèn)題。